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スペースX、シグナスを2度目打ち上げ、ボーイング宇宙船に取り残された宇宙飛行士救出の準備を整える

2024-08-05

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ファルコンが飛行に戻った後、それは報復の先駆けとなった。8月4日、スペースXは再び7.6時間の間隔で連続打ち上げを行った。ファルコンは今年75回目を飛行し、自社のスターリンクG11-1のみを打ち上げた。ファルコンは76番目に飛行し、敵ではない敵のために、シグナス宇宙船は2回目のテンハンドロケットを使用して打ち上げられました。これは、スペースエクスプレスがシグナス貨物宇宙船を運ぶのは2回目であるだけでなく、この探査機の今年2回目の打ち上げは1月30日以来。 SpaceXは、米国で2隻の現役貨物宇宙船(カーゴドラゴン、シグナス)と3隻の旅客兼貨物宇宙船(有人ドラゴン、カーゴドラゴン、シグナス)を同時に輸送する唯一の航空会社となっており、スペースXが輸送する可能性さえある。近い将来、ボーイング社の宇宙船に取り残された2人の宇宙飛行士。 ‍♀️‍♀️

▲SpaceXがNG-21の打ち上げ映像を掲載

打ち上げは当初8月3日に予定されていたが、悪天候のため1日延期され、最終的に東部時間2024年8月4日11時2分53秒に打ち上げられた。(8月4日 23:02:53 北京時間))、米国フロリダ州のケープカナベラル宇宙軍基地の発射位置40に位置し、SpaceXはB1080.10テンハンド第1段ロケットを使用して、コード名NG-21のミッションを実行するために、今年75回目の打ち上げを即座に開始しました。これは、ISSへの宇宙船の21回目の貨物供給ミッションを運ぶことです。

今年1月末のシグナス宇宙船の初打ち上げと同様、今回の打ち上げでもテン・ハンズ・ロケットが使用された。また、スペースX社が旅客・貨物宇宙船の打ち上げに再利用可能回数が最も多いロケットを使用したのはこれまでで2回目となる。以前、スペースXは2023年3月15日に7ハンドロケットを使用して貨物ドラゴン宇宙船を打ち上げ、2022年4月8日と2024年1月19日に5ハンドロケットを使用して有人ドラゴン宇宙船を2回打ち上げた。もちろん、信頼性やミッションの達成度という点では、寿翔ロケットであろうと新品ロケットであろうと本質的には同じです。

今回はB1080.10という番号の第1段ロケットが使用され、昨年5月の初飛行以来、3回の旅客・貨物用ドラゴン宇宙船打ち上げミッションAx-2、Ax-3、CRS-30を実施した。大型車両 Euclid と SES -24 を 2 回商業打ち上げし、独自の Starlink ミッションである Starlink 6-11、6-24、6-52、6-62 を 4 回打ち上げました。この打ち上げは、ロケットが旅客/貨物宇宙船を国際宇宙ステーションに運ぶのは4回目です。(Ax-2、Ax-3、CRS-30、NG-21)、B1077.10四翔ロケットと同様に、両方とも輸送されました3隻の旅客宇宙船と貨物宇宙船(乗客ドラゴン、貨物ドラゴン、シグナス)。

▲打ち上げから約7分50秒後、師匠1段ロケットは10度目に空から落下し、嘉澳第1着陸帯(LZ-1)に正常に着陸した。これは、スペースXにとって通算335回目のロケット回収成功であり、連続261回目のロケット回収成功であり、カジアオ1号着陸帯に第1段ロケットが受け入れられたのは42回目である。

▲もう一つの二次作業はフェアリングの回収です。シグナス宇宙船の打ち上げにはフェアリングの使用が必要ですが、ドラゴン宇宙船には保護ノーズコーンが付属しているため、ドラゴン宇宙船の打ち上げにはフェアリングの使用が必要ないことに注意してください。

打ち上げから40分後、600万米ドル相当の2ピースの再利用可能なフェアリングは制御された方法で発射場から約498キロ離れた大西洋に落下し、その後多目的船ボブ・オブ・ザ・ゴーによって引き揚げられ、回収された。艦隊。これはSpaceXがリサイクルした425番目と426番目のフェアリングであり、232番目の再利用されたフェアリングである。現時点では、一体型フェアリングの最大使用回数は 20 回までです。

打ち上げから約14分半後、第2段ロケットは設定軌道に入った。(242×251キロメートル、傾斜角51.6度)シグナス宇宙船を展開します。地球の周りを1日半飛行した後、8月6日東部時間3時55分頃(北京時間8月6日15時55分頃)、米国宇宙飛行士マシュー・ドミニク著(マシュー・ドミニク)運用にはカナダのNo.2ロボットアームが使用されます(カナダアーム2)シグナス宇宙船を捕獲し、国際宇宙ステーションのアメリカ地区にあるユニティモジュールの地球側のポートにドッキングします。この操作は、初代カーゴ ドラゴン宇宙船の宇宙ステーションへのドッキング モードに似ています。第 2 世代カーゴ ドラゴン宇宙船はすでに自律ドッキング モードにアップグレードされています。

▲ちなみに、カナダ2号ロボットアームの宇宙捕獲宇宙船はこれで50号目となります。

伝統的な習慣に従って、シグナスのメーカーであるオービタル・サイエンシズ・コーポレーション/ノースロップ・グラマンは、NASAの上級宇宙飛行士にちなんで各シグナス宇宙船に名前を付ける予定である。21号機のシグナス貨物宇宙船の名前は、船長フランシス・リチャード・スコビーを記念して、SSフランシス・R・「ディック」・スコビーである。 1986年1月28日に墜落したスペースシャトル・チャレンジャー号。彼はベトナム戦争に参加し、殊勲操縦士十字章を受章し、米空軍のテストパイロットとして何千時間も飛行し、チャレンジャー・スペースシャトルに2度乗り、最後は空で亡くなりました。 46歳のとき。

計画によると、シグナス宇宙船は5カ月半宇宙ステーションにドッキングした後、ゴミを満載して2025年1月に宇宙ステーションから飛び立ち、最終的には燃えてしまうという。再突入して自ら燃焼するもう 1 つの宇宙船は、この展開ミッションを担当する第 2 段ロケットです。

▲アローシップ分離の数時間後、ファルコン第2段ロケットはニュージーランド東の南太平洋(宇宙船再突入地点ニモポイント)上空で軌道を離脱するよう制御され、大気圏に再突入して自ら燃焼した。ファルコン ロケットの第 2 段は、リサイクル/再利用できない唯一の重要な部品です。


●SpaceX:取り残された宇宙飛行士をボーイング宇宙船に輸送する準備を整える

スペースXがシグナス宇宙船を運ぶのは今回が2回目で、競合他社の貨物宇宙船も打ち上げる予定で、スペースXも現在米国で運用中の貨物宇宙船2機(カーゴドラゴン、シグナス)を保有している。貨物宇宙船の唯一の輸送体(クルードラゴン、カーゴドラゴン、シグナス)の3つの旅客モデル。

現在、国際宇宙ステーションに物資を供給している貨物宇宙船は 3 機あり、2 機は米国から、1 機はロシアからの「プログレス」です。日本のコウノトリHTVと欧州のATV自動搬送船はいずれも退役した。飛行を待っている貨物スペースシャトル「アメリカン・ドリーム・チェイサー」と日本の新型貨物船「HTV-X」は、今年の初飛行から来年にずれ込み、具体的な初飛行時間は未定となっている。

現時点では、NASAはまだ検討中というか、迷っているところだ。ボーイング・スターライナーで2か月間ISSに取り残された2人の宇宙飛行士を救出するために、クルードラゴン宇宙船を使うべきなのか、それともリスクを冒して宇宙飛行士たちの活動を継続させるべきなのか。故障したスターライナーで戻るには?

クルードラゴン宇宙船への移送の可能性が高まっていることを示す複数の兆候がある。① 7月14日、NASAは突然スペースXに緊急対応のための特別研究資金として26万6,678米ドルのミッション資金を与えた。② スペースXはすでに座礁した2人にスペースを提供している。宇宙飛行士(ウィルモアとウィリアムズ)は特別にカスタマイズされた機内用宇宙服を着た。 ③内部ニュースによると、Crew-9は打ち上げを再度延期する可能性が高く、8月18日以降も延期が続くだろう。主な理由は、宇宙船への移送の準備のためである。 ; ④NASAは星間宇宙船の日付をまだ決定していない ボーイング社がスターライナーが有人飛行に戻ると繰り返し主張(抵抗)しているためである ⑤移送計画が漏洩した、計画1:取り残された宇宙飛行士は乗組員で帰還する。 8 エンデバー・ドラゴン宇宙船に元の船からの 4 人の宇宙飛行士を乗せる; オプション 2: 取り残された 2 人の宇宙飛行士は、それぞれ 6 か月の間隔でクルー 8 エンデバーとクルー 9 リバティで帰還する。さらに6か月待って、遅くとも元の船からの4人の宇宙飛行士が一緒に帰還する予定だ。 ‍‍

最終的にどのような移転計画が採用されるにせよ、実現すれば、スペースX社は4機の旅客・貨物宇宙船またはその宇宙飛行士(有人ドラゴン、貨物ドラゴン、シグナス、スターライナー)を輸送した唯一の宇宙航空会社となる。元々壁に耐えることができなかったボーイング・エアロスペース社は破滅する可能性が高く、恒星間旅客船を長期間運航することはできず、有人宇宙飛行から無期限に撤退する可能性さえある。これにより、スペースXだけが敗北を求め、米国のスペースシャトル後の時代において救世主の役割を果たし続けることになる。

▲シグナスNG-21ミッションバッジ

●シグナス:最も多くの種類のロケットを搭載した宇宙船

2013年9月18日の初飛行以来、シグナス宇宙船は合計21回の物資供給ミッションを実施し、打ち上げには3機のロケットが使用された。 ①はくちょう座探査機専用ロケット アンタレス/アンタレスロケット17回(さらに1回失敗);② アトラス V/アトラス V ロケット 3 回(第4次、第6次、第7次貨物補給任務);③ファルコン9ロケット2回(第20次・第21次貨物供給ミッションを開始、第22次ミッションは2025年2月に実施予定)

シグナス宇宙船の専用ロケット「アンタレス」を分解すると、110、120、130、230、230+のモデルが使用され、合計5つのアンタレスロケットが使用されています。シグナス宇宙船は、合計 7 モデルの打ち上げロケットを使用して、21 回の貨物輸送を完了したとも言えます。

対照的に、SpaceX の貨物ドラゴン宇宙船は、ファルコン 9 B5 ロケットの 1 つのロケットのみを使用し、ロシアのプログレス MS 貨物宇宙船は、ソユーズ U 型とソユーズ 2.1a 型の 2 つのロケットを使用します。

シグナス宇宙船と世界中の他の貨物宇宙船との比較表は下の写真をご覧ください▼

●なぜシグナスはロケットを何度も変更したのか?

長い話ですが、簡単にまとめると、「やるしかないならやるしかない」ということです。

2011 年末、アメリカ オービタル サイエンス コーポレーションは開発者として、さそり座で最も明るい恒星であるアンタレスを使用して、(アンタレス/アンタレス/アンタレス)新しいロケットに名前を付けるために使用します。 2013 年 4 月 21 日、最初のアンタレス 110 ロケットは初飛行に成功しました。 4回の打ち上げが成功した後、2014年10月28日に不幸が起こりました。ソ連のN1ロケットから残されたNK-33エンジンの故障により、第1段ロケットは打ち上げ数秒後に突然爆発し、その結果、シグナス宇宙船の3段目は墜落しました。宇宙への旅行はその後中止されました。

以下は丸 2 年間の修正期間です。この期間中、国際宇宙ステーションに物資を運ぶという NASA との契約を履行するために、他の適切な打ち上げロケットを見つける必要があったため、ULA アトラス V ロケットに切り替えてシグナス宇宙船の打ち上げを継続しました。(4番艦、6番艦、7番艦)

その危機の結果、軌道科学は存在しなくなった(2015 年にアライアント テックシステムズと合併してオービタル ATK を設立し、2018 年に兵器・航空宇宙大手ノースロップ グラマンに買収されました) 、また会社にアップグレードを強いることになります。 2016 年 10 月 17 日、アンタレス 230 ロケットがデビューし、その使命を果たし、初の飛行に成功しました。しかし、このロケットは依然としてソ連とロシアの供給を取り除くことができません。 1970年代に開発されたNK-33エンジンは放棄され、比較的新しいロシアのRD-181エンジンに置き換えられ、8年間で13発の目覚ましい成功を収めましたが、依然として供給停止から逃れることはできませんでした。

ロシアとウクライナの間の戦争は、アンタレスロケットとシグナス宇宙船の新しい所有者であるノースロップ・グラマンに深刻な食糧備蓄不足を引き起こし、その在庫は打ち上げ2回分しかなかった。 18 号機のシグナス宇宙船は 2022 年 11 月 7 日に打ち上げられ、最後の打ち上げは 2023 年 8 月 2 日に 19 号機の輸送に使用されました。この時点で、アンタレス 230 ロケットは空に舞い上がるやいなや、煙と塵の噴煙となって歴史の空と一体化しました。

突然の供給停止とシグナス宇宙船の停止は、NASAが最も見たくない残酷な現実です。現在、国際宇宙ステーションへの貨物供給ラインは 3 本あり、ロシアはその 1 つであるプログレス宇宙船を保有しています。米国にはカーゴドラゴン宇宙船とシグナス宇宙船の2機がある。シグナス宇宙船が運行不能になってしまえば、カーゴドラゴン宇宙船だけが残ることになり、リスク分散戦略が破綻するだけでなく、補給の頻度も不十分になってしまいます。シグナス宇宙船は年に 2 回の貨物補給旅行を行うため、カーゴ ドラゴン宇宙船は年に 3 回の補給旅行を行います。補給回数が年間 5 分の 2 に減れば、NASA と国際宇宙ステーションにとってこれは受け入れられません。また、SpaceXにシグナスの空席を2回埋めるよう求めるのも非現実的だ。現在運用されているカーゴドラゴン宇宙船は、C208.4、C209.4、C211.2の3機だけです。打ち上げて回収するにしろ、改修して再利用するにしろ、リサイクルのリズムはぴったりですが、短期間に打ち上げや供給の数が一気に増えると、それは容易ではなく、リスクも高くなります。なお、シグナス宇宙船自体には問題はなく、問題は専用ロケットの不足だけだ。

最善の応急処置計画と最適な解決策は、打ち上げロケットが交換された場合に、シグナス宇宙船が打ち上げを継続できるようにすることです。最初の選択肢はもちろんアトラス V ロケットです。何しろ、これはシグナス宇宙船を3回打ち上げたことのある古いパートナーなのです。しかし、家主には余剰の食料がない 2021年8月の時点で、ULAはアトラスVが退役までのカウントダウンに入ったと発表し、残り29機のロケットはすべて予約されており、シグナスを打ち上げる余地は残っていない。 2024年8月現在、コインは15枚のみ残っています。

2 番目の選択肢は、SpaceX の Falcon 9 ロケットです。そのため、NASAの調整の下、2022年の夏にシグナス宇宙船の3回の打ち上げの注文が一度に締結された。打ち上げスケジュールは、NG-20が2023年11月、NG-21が2024年1月、NG-22が2024年7月に打ち上げられる予定。しかし、計画はすぐに変更されることはなく、さまざまな理由で繰り返し延期されてきました。そのため、打ち上げミッションは次のように変更されました。NG-20 は 2024 年 1 月 31 日に打ち上げられ、NG-21 は 2024 年 8 月 4 日に打ち上げられ、NG-22 は 2025 年 2 月に打ち上げられる予定です。

NG-23、24、25の後継ミッションについては、将来誰がシグナス宇宙船を打ち上げるのか?

●シグナスの新しいマウントはどんな感じですか?

シグナス宇宙船の所有者として、ノースロップ・グラマンはファイアフライ・エアロスペースと協力しています(ファイアフライ・エアロスペース)共同開発した新世代ロケットアンタレス330型(上の写真▲)今後はフォローアップ作業が行われる予定で、初飛行は早くても2025年の第3四半期になる予定だ。

実際、このロケットは新しい設計ではなく、部分的に更新されただけです。ロケットの第 1 段には、ファイアフライ エアロスペース社が開発中のミランダ エンジンが使用されています。(ミランダス)、7 つのユニットで組み立てられ、設計容量は約 735 トンの推力です。二段ロケットも以前のものを使用しています。アンタレス230+シングルキャスター固体燃料エンジン(キャスター30XL) 。つまり、ロシア製エンジンを置き換えることを除けば、他の主要なハードウェアは基本的に変更されていない。

新しいアンタレス 330 は、退役したアンタレス 230 ロケットよりも 30% 近く多い、より重いペイロードを軌道に運ぶことができると報告されています。ノースロップ・グラマンとファイアフライ・エアロスペースは最終的に、アンタレス330ロケットを、より強力な第2段を備えたまだ名前のない中型の再利用可能な打ち上げロケットにアップグレードしたいと考えている。地球低軌道での最大輸送能力は16トンで、アンタレス230型の8トンの2倍となる。また、Relativity Space や Rocket Lab が開発中の大型および中型ロケットと競合することも期待しており、将来のロケットについてはより多くの軍事および商業打ち上げ契約を獲得することが期待されている。

しかし、ミランダエンジンは2023年秋に試験燃焼する予定だったが、何らかの理由で大幅に延期された。予定通りアンタレス330ロケットに搭載され、2025年第3四半期に初飛行を達成できるかどうかはまだ不明だ。最終的にはSpaceXに助けを求めなければならないのではないかと思います。したがって、ノースロップ・グラマンは、スペースX社のファルコン9ロケットで一度に輸送されるシグナス船3隻の契約を締結しました。これは最初の契約に過ぎず、2番目の契約が現れる可能性があります。

兵器・航空宇宙大手ノースロップ・グラマンが2020年にアンタレスより強力なロケットの製造を試みたが、途中で断念しオメガと呼ばれるロケットの開発を放棄した。(オメガ)ロケットプロジェクト。ノースロップ・グラマンは打ち上げ会社として本質的にはインテグレーターであるが、外部のサプライヤーに依存しすぎている一方で、技術革新の仕組みや動機が著しく欠如しており、それが今日のジレンマにつながっている。

しかし、まさにこのため、シグナス宇宙船は「航空宇宙産業で最も多くの種類のロケットに乗って空を飛ぶ白鳥」という皮肉なニックネームが付けられました。使用されている、または計画されているロケットは、アンタレス 110、アンタレス 120、アンタレス 130、アトラス V、アンタレス 230+、ファルコン 9、アンタレス 330 の合計 8 種類です。

●ユアンファン太陽翼:美しいが危険

シグナス宇宙船には、非常に象徴的な一対の扇形の太陽翼が装備されています。しかし、美しさは複雑さを表します。そのような複雑な組織は失敗しやすいのでしょうか?答えは「はい」です。 18回目の貨物補給任務中、独特の太陽翼が適切に展開できなかった。

2022年11月7日、NG-18ミッションを遂行するシグナス貨物宇宙船は軌道投入に成功したが、太陽翼は1枚だけ展開され、もう1枚は展開できなかった。何度試しても展開できません。結局、NASAとノースロップ・グラマンチームは、貨物宇宙船が確実に宇宙ステーションにドッキングすることを優先して供給ミッションを継続することを決定し、欠陥のある太陽翼を展開する試みを一時的に断念した。さらに、ロボットアームの捕獲や宇宙船と宇宙ステーションとのドッキングなどの作業でも振動が発生し、太陽翼の拡張を引き起こし、さらなるリスクを引き起こす可能性があると考えられているため、追加のリスク評価が行われました。ロボットアームが捕獲される前の宇宙船。調査と分析の結果、最も可能性の高い理由は、ロケットのステージ間の分離プロセス中に、科学的にロケット音響カバー層と呼ばれるものが損傷したためであると最終的に結論づけられました。(吸音ブランケット、通称遮音ブランケット)偶然、その破​​片が太陽翼の機構に引っかかり、正常に展開できなくなってしまったのです。これは過剰なデザインの結果であり、自分で掘った落とし穴です。

これとは対極にあるのがマスク氏の 5 段階の作業アルゴリズムで、その 1 つは複雑なものを単純化し、不必要な設計、コンポーネント、またはプロセスを削除することです。ラオ・マーの元の言葉によれば、「後で少なくとも 10% を追加しなければ、(削除されました) 、そもそも十分に削除できていないことを意味します。 「このため、ドラゴン宇宙船のソーラーパネルはすべて、他の宇宙船に一般的な太陽翼拡張モードに従うのではなく、照明率を高めるだけでなく故障率を下げる固定エプロンモードを採用しています。